I.
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 2
II. OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 2
III.
RESUMEN ................................................................................................................................... 2
V. UBICACIÓN ................................................................................................................................... 3 4.1
LOCALIZACION DEL AREA DE ESTUDIO ........................................................................ 3
4.2
VIAS DE ACCESO ..................................................................................................................... 5
4.3
CLIMA, VEGETACION Y USOS DE LA TIERRA ............................................................... 6
VI.
MARCO TEÓRICO ...................................................................................................................... 6
6.1
DEFINICIÓN .............................................................................................................................. 6
6.2
FUNCIONES ............................................................................................................................... 6
6.3
PARTES DE UNA BOCATOMA .............................................................................................. 7
6.4
BOCATOMA UBICADA EN UN RIO O ARROYO ............................................................ 11
6.5
CLASIFICACION DE LAS BOCATOMAS .......................................................................... 12
6.6
PROBLEMAS ESPECIALES QUE PRESENTAN LAS BOCATOMAS B OCATOMAS........................... ................. .......... 14
VII.
DESCRIPCION DE BOCATOMA EL RONQUILLO .............................................................. 15
7.1
Panel fotográfico ........................................................................................................................ 16
VIII. CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 22
IX.
RECOMENDACIONES ............................................................................................................ 22
X. BIBLIOGRAFÍA: .......................................................................................................................... 22
ESTR ES TRUC UCTU TURA RAS S HI HIDR DR
ULIC UL ICAS AS
I.
INTRODUCCIÓN
El agua es el recurso principal de desarrollo dentro de la zona agrícola y energética, para lo cual se debe utilizar con mucha responsabilidad, cuidado y en su totalidad dicho recurso natural, aprovechamiento al máximo del recurso hídrico, para su mejor aprovechamiento es que el hombre a diseñado diversas estructuras que le permitan aprovechar de manera eficiente este recurso, los mismos que tienen que ser diseñados de manera adecuada para que puedan cumplir su función de manera adecuada. La durabilidad es una de las propiedades básicas imprescindibles que se le exigen a las construcciones y sus partes y materiales componentes, expresando esta condición, la capacidad de las obras para mantener el resto de sus propiedades durante el transcurso del tiempo, bajo los efectos de diversos factores naturales y fortuitos , lográndose a partir del aseguramiento de la calidad del diseño ,selección de los materiales y ejecución, también con una correcta utilización de la obra y un mantenimiento sistemático durante su período de servicio.
I.
OBJETIVOS
Realizar la visita técnica a la bocatoma de Baños Del Inca
Adquirir el criterio y conocimiento que se necesita como ingeniero, para el diseño hidráulico de este tipo de estructuras.
III.
RESUMEN
El presente informe es una recopilación de lo observado en la salida a la captación c aptación de agua el Ronquillo, para observar las características y cada una de las partes de dicha estructura hidráulica; en el presente informe aprenderemos los conceptos generales de una bocatoma además de sus funciones su finalidad y que criterios tomar nosotros como estudiantes de ingeniería civil para la construcción de esta obra hidráulica Además el informe contiene fotos debidamente descritas, de la bocatoma en el ronquillo Cajamarca.
ESTR ES TRUC UCTU TURA RAS S HI HIDR DR
ULIC UL ICAS AS
METODOLOGIA DE TRABAJO
IV.
Día de la Practica: Miércoles 28 de septiembre del 2018; de 10:30 a 1:00 pm.
Método utilizado: La práctica se realizó mediante el uso del método directo, es decir, mediante la visita al campo y la observación directa por parte de los alumnos.
Material utilizado
cámara digital (celular):
INAGEN N°1: cámara digital
V.
INAGEN N°2: celular
UBICACIÓN 4.1 LOCALIZACION DEL AREA DE ESTUDIO El Perú se encuentra ubicado en la parte central occidental de América del Sur. Sus límites geográficos
son: por el norte Ecuador y Colombia; por el este Brasil y Bolivia; por el sur Chile; y por el oeste Océano Pacífico. El territorio peruano tiene una extensión de 1 285,216 Km2 de superficie, siendo el cuarto país en extensión en América del Sur. El Perú se encuentra ubicado a una entre los 0°, 02´ y los 18° 21´ 03´´ de latitud sur y entre los 68° 39´ 27´´ y los 81° 19´ 45´´ de longitud de Greenwich.
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
En el Perú, el departamento de Cajamarca se encuentra ubicado en el norte del país, entre los paralelos 05058’44” y 07027’30” latitud sur y los meridianos 77 033’30” y 79015’25”longitud oeste, la altura de la región Cajamarca oscila entre los 400 m.s.n.m. (Distrito de Choros - Provincia de Cutervo) y los m.s.n.m. (Distrito Chaván Provincia de Chota).
IMAGEN N°3: Ubicación de Cajamarca en el Perú
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
3550
La provincia de Cajamarca se encuentra en el departamento del mismo nombre. Limita al sur con el departamento de la Libertad, al sureste con la provincia de Cajabamba, al norte con la provincia de Hualgayoc, al este con la provincia de San Marcos, al oeste con la provincia de Contumaza, al noreste con Celendín y al noroeste con la provincia de San Pablo.
IMAGEN N°4: ubicación de la rovincia de Ca amarca
4.2 VIAS DE ACCESO Existen varias vías de acceso para realizar el recorrido Urubamba – Ronquillo – Corizorgona, pero vamos a detallar la ruta más usual tomando como punto de partida la Universidad Nacional de Cajamarca. Se puede llegar al punto inicial del recorrido tomando las líneas de trasporte público: 14, 17, 34 y 52, que en su ruta recorren las siguientes calles: AV. Atahualpa, Av. Mario Urteaga, Jr. Los Gladiolos, JR. Leguía, Jr. José Gálvez, HASTA LLEGAR FINALMENTE A LA ESQUINA DEL JR. José Gálvez con AV. Perú punto inicial de nuestro recorrido. .
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
4.3 CLIMA, VEGETACION Y USOS DE LA TIERRA
Clima El clima es de tipo seco, con presencia de lluvias entre los meses de Diciembre a Abril.
Vegetación La vegetación de la zona está constituida por arboles como el ciprés y algunos pinos, además de hierbas.
Uso de las tierras Por la presencia de aguas subterráneas, se ha plantado arboles con el fin de estabilizarlo, es así, que la tierra es usada para la plantación de árboles como el ciprés; pero también se notó la existencia de pequeños cultivos como maíz.
MARCO TE ÓRI CO
I.
6.1 DEFINICIÓN Se define así a la estructura que tiene finalidad de derivar parte o el total del caudal que discurre en un rio, para irrigar un área bajo riego o generar energía mediante su utilización en una central hidroeléctrica.
6.2 FUNCIONES Abastecimiento de aguas potables:
Para el riego Para generar energía eléctrica En la acuicultura Para el enfriamiento de las instalaciones industriales. ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
6.3 PARTES DE UNA BOCATOMA
IMAGEN N°5: Partes de una bocatoma
6.3.1
Canal de Limpia
A continuación, se menciona algunas recomendaciones sobre los parámetros o características del canal de limpia:
Caudal en la zona de limpia Se debe estimar el caudal en la zona del canal de limpia en por lo menos 2 veces el caudal a derivar o igual al caudal medio del rió
Velocidad en la zona de Limpia Se recomienda que esté entre 1.50 a 3.00 m/s
Ancho de la zona de Limpia Se recomienda que sea un décimo de la longitud del barraje. IMAGEN N°6: Canal de lim ia ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
6.3.2
Estructuras Componentes de la Toma
Tal como se muestra en la imagen N°7, describiremos las partes de una toma de acuerdo al sentido del flujo del agua derivado
IMAGEN N°7: estructuras com onentes de la toma
6.3.3
Rejillas (Trash Racks)
Su objetivo básico es impedir que los materiales de arrastre y suspensión ingresen al canal de derivación, los cuales causan obstrucción y desborden aguas abajo de la captación. Las rejillas platinas unidas mediante soldadura formando paneles. La separación entre rejillas se recomienda tomarla de eje a eje; y dependiendo del tipo de material que se quiere impedir su ingreso la separación variará entre 0.025m y 0.10m (material fino) y de 0.10m a 0.20m (material grueso), recomendándose que las rejillas de menor separación en la parte superior. La colocación de la rejilla puede ser vertical o con una pequeña inclinación de 1:1/4 para facilitar su limpieza. Esta limpieza se recomienda que se haga mediante acción mecánica ya que cuando es manual en épocas de avenidas es casi imposible ejecutar con la frecuencia debida.
La principal objeción de colocar rejillas es que causa pérdidas, las cuales deben ser consideradas durante el dimensionamiento de la altura del vertedero y en el cálculo del tirante en el canal de derivación.
IMAGEN N°8: Rejillas (Trash Racks)
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
6.3.4
Ventana de Captación
La captación de agua se realiza mediante una abertura llamada ventana de captación debido a que se encuentra a una altura de 0.60 m. del piso del canal de limpia como mínimo (Ver imagen N°9). Sus dimensiones son calculadas en función del caudal a derivar y de las condiciones económicas más aconsejables.
IMAGEN N°9: Ventana de captación
6.3.5
Cámara de Decantación o Desripiador
Después que el agua rebosa el vertedero de la ventana de captación, es necesario atrapar o decantar el material que ha podido pasar a través de la rejilla; a esta estructura que realiza la decantación y aquietamiento del agua antes que éste ingrese a la zona de compuertas de regulación, se le conoce como cámara de carga, cámara de decantación a desripiador. IMAGEN N°10: Desri iador
6.3.6
Compuerta de Regulación
Son aquellas compuertas que regulan el ingreso del caudal de derivación hacia el canal principal Por lo general se recomienda que el área total de las compuertas sea igual al área del canal conducto aguas abajo. Asimismo, se recomienda que la velocidad de diseño sea de 2.0 a 2.5 m/s.
IMAGEN N°11: Estructura de disipación y compuerta de regulación
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
6.3.7
Muros de Encauzamiento
Son estructuras que permiten encauzar el flujo del río entre determinados límites con el fin de formar las condiciones de diseño pre-establecidas ancho, tirante, remanso, etc.
IMAGEN N°12: muros de encausamiento
6.3.8
Diques de Encauzamiento
En la mayoría de los casos, al colocar un obstáculo (barraje) en un río, por un remanso hacia aguas arriba podría causar inundaciones a los terrenos ribereños, situación no deseada que se podría agravar si el río forma un nuevo cauce coma consecuencia del remanso y que podría dejar aislada a la bocatoma. Para controlar esta situación se construyen diques de encauzamiento por lo general del tipo escollera si existen canteras de rocas en la zona del proyecto.
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
Su dimensionamiento se realiza en función de la altura que puede alcanzar el tirante del agua en la zona de remanso: usualmente, la cota del dique se debe colocar con un borde libre (B.L) de 0.50m por encima del tirante.
IMAGEN N°13: Diques de encausamiento
6.4 BOCATOMA UBICADA EN UN RIO O ARROYO
Un vertedero que sirve para fijar cual es la sección del curso de agua. Un canal de limpieza compuesto por compuertas. Una reja y un desarenador que completan la bocatoma.
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
IMAGEN N°14: bocatoma ubicada en un rio o arroyo
6.5 CLASIFICACION DE LAS BOCATOMAS
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
6.5.1
BOCATOMAS DIRECTAS:
Son posibles de diseñar en cursos de agua de fuerte pendiente, y cuando no se quiere tener una estructura costosa, tienen el inconveniente de que el lecho del rio puede variar y dejar la toma sin agua, igualmente en las épocas de estiaje al disminuir el tirante de agua en el rio puede disminuir considerablemente el ingreso de agua en la toma. IMAGEN N°15: bocatoma Directa
6.5.2
BOCATOMAS CON BARRAJES:
Son las más empleadas ya que aseguran una alimentación más regular, conservan un nivel constante en la captación que permite dominar una mayor área regable. Estas tomas pueden presentar tres variantes:
La toma con barraje fijo. La toma con barraje móvil. La toma con barraje mixto.
BARRAJES Es una represa construida a través del río con el objeto de levantar el nivel de agua del mismo, su altura debe ser tal que permita una carga de agua suficiente en la toma, para el ingreso seguro del agua en esta, considerando las pérdidas de carga que se producen en los muros, rejillas y compuertas de sección en la toma. IMAGEN N°16: barrajes
ELEMENTOS PRINCIPALES DEL BARRAJE Los elementos son:
La presa propiamente dicha La poza de tranquilizacion o colchón de disipación El enrocamiento
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
6.5.3
bocatomas de captación lateral
Es la más empleada cuando se trata de captar el agua de un rio. La forma más simple de concebir una captación lateral es como una bifurcación.
IMAGEN N°16: bocatoma de captación lateral
6.5.4
bocatomas de fondo
En las bocatomas de fondo la Toma está colocada en la cara de las aguas debajo de la estructura de control. El caudal que entra por la rejilla de la toma pasa a una canaleta que la conduce a un tanque de aquietamiento.
IMAGEN N°17: bocatoma de fondo
6.6 PROBLEMAS ESPECIALES QUE PRESENTAN LAS BOCATOMAS En los grandes aprovechamientos hidráulicos el costo de la bocatoma representa sólo un porcentaje muy pequeño del costo total del proyecto. La consecuencia práctica de este hecho es que no se debe escatimar esfuerzos ni tratar de obtener una “estructur a económica” , sino que se debe buscar el máximo de seguridad. Para el estudio de una bocatoma es necesario tener en cuenta que un río transporta lo siguiente:
Agua proveniente de la precipitación que ocurre en la cuenca Sólidos, también llamados sedimentos, provenientes de la erosión de la cuenca Hielo, en los lugares que existe, Cuerpos extraños como árboles, plantas, basura y desperdicios. ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
Los tres primeros aspectos mencionados constituyen las funciones naturales de un río. El transporte de cuerpos extraños constituye una función no natural, pero que desgraciadamente es muy frecuente entre nosotros. En general, el diseño y operación de una bocatoma en muchos de los ríos de la costa peruana presenta problemas especiales debido, entre otras, a las siguientes cuatro circunstancias:
VII.
Inestabilidad fluvial e irregularidad de las descargas. Insuficiente información hidrológica. Gran transporte sólido y de cuerpos extraños. Aparición eventual del Fenómeno de El Niño (FEN).
DESCRIPCION DE BOCATOMA EL RONQUILLO
La planta de captación el ronquillo consiste en el tratamiento de agua del rio Balconcillo y Chávez, mediante diferentes procesos, los cuales ayudan a controlar y tomar control sobre los elementos químicos que contiene el agua, para luego ser procesada en la planta de tratamiento que está situada en Santa Apolonia. Para la adecuada captación y control se sigue una serie de parámetros los cuales son: control de cantidad de agua Se pone en práctica el método del aforado , el cual cosiste en medir la altura de , velocidad de la corriente en cierto tramo para esto se hace uso de una regla ,el cual mide la altura del rio , con ayuda de un pedazo de tecnopor, el cual es soltado de cierto tramo calculando así la velocidad del agua , todo es necesario para poder calcular la cantidad de agua , ya que está variando de acuerdo al cambio climático que presenta La zona , mayormente esto sucede cuando hay constantes lluvias en la región de Cajamarca y esto podría afectar en los procesos de más adelante los cuales requieren un control preciso de la cantidad de esta. Se controla la turbidez del agua Luego el agua se traslada hacia unos tanques los cuales contiene polímero catiónico donde cada tanque contiene 15 kilos por cada 1100 litro para dos días, el cual se utiliza para disminuir la turbidez del agua, se debe tener en cuenta el uso apropiado de este catiónico, ya es puede ser perjudicial para la salud de usuario, usando así objetos de protección como son, los guantes y mascarillas adecuadamente control de calidad de agua: Para este proceso se aplica sulfato de cobre para mejorar la calidad de agua, el cual c ontiene componentes que ayuda a combatir los agentes que podrían causar daño a los consumidores, como las bacterias y virus, esto se agrega en la cantidad de 2 kilogramos por día, igualmente se debe tener en cuenta la cantidad que se agrega ya que su uso excesivo podría causar mucho daño a habitantes, ya que al ser un ácido en cantidades grandes , perjudica al medio ambiente dejando graves consecuencias proceso de sedimentación Luego de pasar por todo el control de calidad, parte de esta agua se retiene en un pozo especial en donde se espera que los residuos sólidos o partículas se sumerjan para después ser llevada por un canal hacia la planta de tratamiento, en cambio la otra parte del agua es llevada directamente por una corriente con velocidad constante hacia la planta. En ambos casos el agua pasa una serie de rejilla de retención de sólidos, como su mismo nombre dice, su función principal es retener materia ajena al agua ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
7.1 Panel fotográfi co
FOTO N° 01: Captación de agua el Ronquillo.
FOTO N° 02: Tubería
de PVC usado para el transporte de agua de la captación.
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
FOTO N° 03:
FOTO N° 04: compuerta
que regula el paso del agua.
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
FOTO N° 05: Desarenador, facilita
FOTO N° 06:
la sedimentación.
conducto vertedor de agua hacia el desarenador.
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
FOTO N° 07: regula
la velocidad de llegada del caudal hacia el desarenador.
FOTO N° 08: Desarenador
ESTRUCTURAS HIDR
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FOTO N° 09: Canal de
FOTO N° 10: C ompuerta para eliminar
derivación.
los sedimentos acumulados.
ESTRUCTURAS HIDR
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FOTO N° 11: Rápida
y posa de disipador de energía.
FOTO N° 12: Salida
de agua libre de sedimentos.
ESTRUCTURAS HIDR
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III. CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
IX.
X.
Se identificó cada una de las partes de la bocatoma. Las bocatomas son estructuras muy importantes en el desarrollo de la agricultura y por ende de las regiones por lo que se tiene que tener especial cuidado en el diseño y en el mantenimiento de las mismas para poder aprovechar óptimamente el recurso hídrico en bien de la agricultura.
Para la construcción correcta de una bocatoma se debe tener en cuenta EL CAUDAL ADECUADO, el cual varía durante todo el año.
Se debe tener en cuenta la posibilidad de aprovechar canteras cercanas, incluso tener en cuenta el material del mismo río, previo estudio del agregado.
Para el diseño definitivo y la construcción de la estructura se incluirán otros factores como los estudios socioeconómicos, poblaciones cercanas, etc.
Se recomienda un mantenimiento y limpieza general del barraje de una manera periódica para e vitar su deterioro y/o colapso prematuro.
BIBLIOGRAFÍA: “HIDRÁULICA GENERAL”, GILBERTO SOTELO ÁVILA “IRRIGAC IÓN”, C ESAR ARTURO ROSELL CALDERON. BRAJA M. DAS. SACRAMENTO-CALIFORNIA. 2001.-FUNDAMENTOS
DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA.
LINKOGRAFÍA https://prezi.com/ue8qqgriyuep/bocatomas/ http://ingenieriareal.com/tipos-de-cortinas-o-presas-hidraulicas/ http://hidrologia-ujcv.blogspot.com/ https://es.slideshare.net/gabrielovalle640221/trabajo-final-estructuras-hidraulicasv01 https://prezi.com/5zu3zh4rt6lu/patologia-del-concreto/ https://www.construmatica.com/construpedia/Erosi%C3%B3n_del_Material https://es.wikipedia.org/wiki/Erosi%C3%B3n_h%C3%ADdrica
ESTRUCTURAS HIDR
ULICAS
